两级Doherty功率放大器制造技术

本公开提供一种两级Doherty功率放大器，包括：驱动级电路(1)，用于对输入的射频信号进行放大；不等分功率分配器(2)，用于对放大后的射频信号进行不均等的功率分配，得到第一功率信号及第二功率信号；其中，第一功率信号的功率大于第二功率信号，不等分功率分配器由集总元件构成；载波功率放大支路(3)，用于对第一功率信号进行再次放大，其中，载波功率放大支路(3)基于集总元件构成的高通π型网络进行阻抗变换；峰值功率放大支路(4)，用于对第二功率信号进行再次放大，峰值功率放大支路(4)基于集总元件构成的高通π型网络进行相位补偿；其中，载波功率放大支路(3)及峰值功率放大支路(4)的晶体管的栅极偏置电压可调节。(4)的晶体管的栅极偏置电压可调节。(4)的晶体管的栅极偏置电压可调节。

【技术实现步骤摘要】
两级Doherty功率放大器


[0001]本公开涉及无线通信
，尤其涉及一种两级Doherty功率放大器。

技术介绍

[0002]随着全球意识和绿色通信系统的发展，人们高度追求高功率、高效率性能，以此来降低成本和减少它们的碳足迹。更高的效率意味着功耗和成本的降低，延长了使用寿命。功率放大器一般工作在饱和状态以产生更高的效率，但这会导致发射端输出信号的非线性，而非线性直接导致通讯编码的失真，产生误码。事实上，为了最大限度的提高接收机的灵敏度，避免信息丢失和与相邻信道的干扰，高线性度在通信系统中是至关重要的，以确保输出端的互调和高阶谐波最小。一般而言，线性度指标优先于效率。功率放大器的线性度越高，其信道之间的干扰越小，通信链路质量越好。因此，高线性功率放大器成为当今功率放大器领域的研究热点，在无线通信基站、卫星通信、直放站甚至手持终端中都有非常广阔和光明的前景。
[0003]在现代通信系统中，基于Doherty结构的高效率功放近年来受到广泛重视，其具备结构简单、提高效率显著、线性度易于提高，以及能实现在较宽的功率范围内保持较高的效率的优势。为了提高通信质量，高线性度是所有射频系统的基本要求，确保输出端的互调和高次谐波最小，相应的线性化技术被越来越受到重视，然而与数字预失真等技术相结合的方式使得它们具有体积庞大和电路复杂的缺点，所以这样对Doherty电路自身进行线性化设计具有十分重要的意义。
[0004]然而，传统的Doherty功率放大器的载波功放后面和峰值功放前面各有一段λ/4的微带线，分别起阻抗变化作用和相位平衡作用。然而阻抗变换器、相位补偿线可视为典型的带宽限制因素。当Doherty功放在辅助功放开启的时候，其主功放一直处于电压饱和的状态，其线性度较差。
[0005]公开内容
[0006]基于此，本公开提供一种两级Doherty功率放大器，包括：驱动级电路，用于对输入的射频信号进行放大；不等分功率分配器，用于对放大后的射频信号进行不均等的功率分配，得到第一功率信号及第二功率信号；其中，所述第一功率信号的功率大于所述第二功率信号，所述不等分功率分配器由集总元件构成；载波功率放大支路，用于对所述第一功率信号进行再次放大，其中，所述载波功率放大支路基于集总元件构成的高通π型网络进行阻抗变换；峰值功率放大支路，用于对所述第二功率信号进行再次放大，所述峰值功率放大支路基于集总元件构成的高通π型网络进行相位补偿；其中，所述载波功率放大支路及峰值功率放大支路的晶体管的栅极偏置电压可调节。
[0007]可选地，所述不等分功率分配器包括：第一电容第二电容、第一电感、第二电感、第三电感、第四电感及电阻；所述第一电容与第二电容并联在所述驱动级电路的输出端，所述第一电感与第二电感分别连接在所述第一电容的两端；所述第三电感及第四电感分别连接在所述第二电容的两端，所述电阻的两端分别连接所述第一电容与第二电容；其中，所述第
一电容、第二电容的电容值与所述第一电感、第二电感、第三电感、第四电感的电感值可调节。
[0008]可选地，所述载波功率放大支路包括依次串联的载波输入匹配网络、载波晶体管、载波输出匹配网络及阻抗变换网络；其中，所述阻抗变换网络为集总元件构成的高通π型网络，所述阻抗变换网络的元件与所述输出匹配网络的元件合并。
[0009]可选地，所述峰值功率放大支路包括依次串联的相位补偿网络、峰值输入匹配网络、峰值晶体管及峰值输出匹配网络；其中，所述相位补偿网络为集总元件构成的高通π型网络，所述相位补偿网络的元件与所述峰值输入匹配网络的元件合并。
[0010]可选地，所述阻抗变换网络包括第三电容、第五电感及第六电感，所述第五电感与第六电感分别并联在所述第三电容的两端，构成π型网络；所述峰值输出匹配网络包括第四电容、第五电容、第七电感及第八电感，所述第五电容与所述第七电感串联，所述第四电容与所述第八电感分别并联在所述第五电容的两端，以形成带通结构；所述第六电感与所述第八电感合并。
[0011]可选地，所述第七电感与所述第八电感的电感值小于预设值。
[0012]可选地，所述峰值晶体管与峰值输出匹配网络之间并联有微带线，所述微带线用作电感，与所述峰值晶体管的寄生电容构成谐振电路。
[0013]可选地，所述峰值晶体管的尺寸与所述载波晶体管的尺寸不相等。
[0014]可选地，所述峰值晶体管的尺寸大于所述载波晶体管的尺寸。
[0015]可选地，所述不等分功率分配器包括反向不均分的威尔金森功率分配器。
附图说明
[0016]通过以下参照附图对本公开实施例的描述，本公开的上述以及其他目的、特征和优点将更为清楚，在附图中：
[0017]图1示意性示出了本公开实施例提供的两级D0herty功率放大器的结构框图。
[0018]图2示意性示出了本公开实施例提供的两级Doherty功率放大器的一具体结构图。
[0019]图3示意性示出了根据本公开实施例提供的两级Doherty功率放大器的小信号S参数仿真图。
[0020]图4示意性示出了根据本公开实施例提供的两级Doherty功率放大器的功率附加效率和增益随输出功率的变化曲线图。
[0021]图5示意性示出了本公开实施例还提供的两级Doherty功率放大器的三阶交调失真(IMD3)随输出功率的变化曲线图。
具体实施方式
[0022]为使本公开的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本公开进一步详细说明。显然，所描述的实施例是本公开一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本公开中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本公开保护的范围。
[0023]在此使用的术语仅仅是为了描述具体实施例，而并非意在限制本公开。在此使用的术语“包括”、“包含”等表明了所述特征、步骤、操作和/或部件的存在，但是并不排除存在
或添加一个或多个其他特征、步骤、操作或部件。
[0024]在本公开中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接或可以互相通讯；可以是直接连接，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本公开中的具体含义。
[0025]在本公开的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“长度”、“周向”、“前”、“后”、“左”、“右”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本公开和简化描述，而不是指示或暗示所指的子系统或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本公开的限制。
[0026]贯穿附图，相同的元素由相同或相近的附图标记来表示。可能导致本公开的理解造成混淆时，将本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种两级Doherty功率放大器，包括：驱动级电路(1)，用于对输入的射频信号进行放大；不等分功率分配器(2)，用于对放大后的射频信号进行不均等的功率分配，得到第一功率信号及第二功率信号；其中，所述第一功率信号的功率大于所述第二功率信号，所述不等分功率分配器(2)由集总元件构成；载波功率放大支路(3)，用于对所述第一功率信号进行再次放大，其中，所述载波功率放大支路(3)基于集总元件构成的高通π型网络进行阻抗变换；峰值功率放大支路(4)，用于对所述第二功率信号进行再次放大，所述峰值功率放大支路(4)基于集总元件构成的高通π型网络进行相位补偿；其中，所述载波功率放大支路(3)及峰值功率放大支路(4)的晶体管的栅极偏置电压可调节。2.根据权利要求1所述的两级Doherty功率放大器，其中，所述不等分功率分配器(2)包括：第一电容(CP1)、第二电容(CP2)、第一电感(LP1)、第二电感(LP2)、第三电感(LP3)、第四电感(LP4)及电阻(R)；所述第一电容(CP1)与第二电容(CP2)并联在所述驱动级电路(1)的输出端，所述第一电感(LP1)与第二电感(LP2)分别连接在所述第一电容(CP1)的两端；所述第三电感(LP3)及第四电感(LP4)分别连接在所述第二电容(CP2)的两端，所述电阻(R)的两端分别连接所述第一电容(CP1)与第二电容(CP2)；其中，所述第一电容(CP1)、第二电容(CP2)的电容值与所述第一电感(LP1)、第二电感(LP2)、第三电感(LP3)、第四电感(LP4)的电感值可调节。3.根据权利要求1所述的两级Doherty功率放大器，其中，所述载波功率放大支路(3)包括依次串联的载波输入匹配网络(31)、载波晶体管(Q2)、载波输出匹配网络(32)及阻抗变换网络(33)；其中，所述阻抗变换网络(33)为集总元件构成的高通π型网络，所述阻抗变换网络(33)的元件与所述输出匹配网...

【专利技术属性】
技术研发人员：王晓亮，贾叶婷，李巍，冯春，姜丽娟，肖红领，徐健凯，王茜，贺腾，
申请(专利权)人：中国科学院半导体研究所，
类型：发明
国别省市：